▲ (左)미세섬모를 이용한 웨어러블 소자의 개념 (右) 방창현 성균관대학교 화학공학과 교수 .

국내 연구진이 미국 연구진과 공동으로 목이나 손목에 부착해 응급한 심혈관 상태를 감지할 수 있는 반창고 형태의 소자를 개발하였다.

미래창조과학부는(장관 최양희) 성균관대 화학공학부 방창현 교수와 미국 스탠퍼드대학 제난 바오(Zhenan Bao) 교수가 주도해 심혈관 질환 진단이 가능한 반창고 형태의 웨어러블 소자를 개발했다고 25일 밝혔다.

이 웨어러블 소자는 곤충의 더듬이나 소장의 융털 같은 미세 섬모구조를 모사한 것으로 고성능 음파측정 장비로만 잡아낼 수 있었던 미세맥파를 측정할 수 있다.

기존 고가의 삽입형 진단장비와 달리 손목이나 목 부위에 반창고처럼 붙이는 방식으로 불편함을 줄이고 비용을 낮춰 사전 심혈관 질환자 모니터링에 활용이 가능하다

개발된 센서는 피부에 부착된 상태에서 심혈관 질환과 관련이 있는 노동맥과 경정맥을 모니터링하고 즉각적인 피드백을 제공할 수 있도록 고안됐으며, 기존 혈압 측정기로 측정할 수 없는 미세한 목 부분의 경정맥파를 측정할 수 있다.

연구진은 미세한 생체신호를 증폭하고 복잡한 굴곡이 있는 피부와의 접촉면적을 넓히기 위해 섬세한 감지가 가능한 곤충의 더듬이와 음식물 흡수하는 소장의 융털에서 볼 수 있는 미세 섬모 구조를 센서용 소자에 도입했다.

연구팀은 인체의 맥박, 호흡 및 활동정보 등을 측정하여 병리학적 진단 및 생체신호 기반으로 하는 웨어러블 소자 기술에 적용할 수 있을 것으로 내다보고 있다.

방창현 성균관대 화학공학부 교수는 “기존 스마트 웨어러블 소자를 경제적인 비용으로 비교적 간단한 형태로 제작해 위급한 심혈관 질환에 대응할 수 있다” 며 “향후 맥파, 호흡 및 활동 등의 생체의 물리적인 신호를 이용하는 신개념 IT 기술, 감성 공학, 로봇 기술 등의 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대 된다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구사업(신진 연구) 등의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)지 10월30일자 온라인 판에 게재됐다.

▲ (1) 혈관힘 측정을 위한 피부 접촉 계면의 모식도 및 (2) 자연을 모사한 다양한 섬모들의 전자현미경 이미지들 .